脑靶向递送是过去十年最热的方向之一,也是失败率最高的方向之一。核心障碍只有一个:血脑屏障(BBB)。
2021 年 PNAS 的一篇研究给出了一个容易被忽略的答案:决定纳米材料能否穿过 BBB 的,不只是它的初始尺寸和表面电荷,还有它在体内被生物转化成了什么。
论文标题:Biotransformation modulates the penetration of metallic nanomaterials across an artificial blood–brain barrier model(生物转化调控金属纳米材料在人工血脑屏障模型中的穿透)。研究使用的是 H-6023 人原代脑微血管内皮细胞 构建的体外 BBB 模型。

一、为什么"生物转化"这件事重要
金属纳米材料进入体内后,会在蛋白冠、pH、氧化还原环境的作用下发生化学转变——表面氧化、离子释放、相变。转变前后的颗粒,跨屏障能力可能完全不同。
如果只用"新鲜合成、未经历转化"的颗粒做体外穿透实验,得到的渗透系数很可能与体内不符。这篇论文的贡献在于:把"转化"这一步纳入体外评价体系。
二、一个合格的体外 BBB 模型要有什么
要素 | 说明 |
细胞 | 人脑微血管内皮细胞(不是主动脉内皮、不是脐静脉内皮) |
结构 | 单层或与星形胶质细胞共培养 |
紧密连接 | ZO-1、claudin-5、occludin 表达与定位 |
屏障强度 | TEER(跨内皮电阻)达到可接受水平 |
功能验证 | 已知不透膜分子(如荧光素钠、FITC-葡聚糖)的排除率 |
最容易犯的错是拿错细胞。 脑微血管内皮有独特的紧密连接组成与转运体表达谱(GLUT-1、P-gp、LRP-1),用 HUVEC 或主动脉内皮搭出来的"BBB 模型",通透性通常高出一个量级,测出来的"穿透率"没有参考意义。
Cell Biologics 的脑微血管内皮细胞属于其内皮细胞产品线的一部分,与人主动脉(H-6052)、肺微血管、心脏微血管、淋巴内皮(H-6092/H-6064L)并列,可按血管床精确选择。
三、给做递送评价的团队的建议
模型要"人源 + 脑源":种属差异在 BBB 上尤其明显,P-gp 底物谱人鼠不同;
报通透性要报对照:同时给出阳性对照(能透的分子)与阴性对照(不能透的分子),否则绝对值无意义;
考虑转化:如果做的是金属/无机纳米颗粒,建议在含蛋白、接近生理 pH 的条件下预孵育后再上样;
共培养更接近真实:星形胶质细胞终足对紧密连接的形成有直接贡献。
本产品仅供科研使用(RUO),不用于人体、临床诊断或治疗用途。文献信息引自公开发表的论文,具体建模参数请以原文为准。
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